Etude des propriétés physiques et mécaniques de matériaux ...

Chapitre 2
Ce chapitre a pour objectif de façon classique de présenter les différentes méthodes
expérimentales utilisées pour notre étude. Ce chapitre est découpé en quatre parties. La première
concerne la caractérisation des grains abrasifs en terme de granulométrie, chimie de surface, propriétés
d’écoulement et de compaction des poudres ainsi que les méthodes utilisées pour étudier l’effet de la
température sur les poudres d’AlON. La deuxième partie correspond à la caractérisation des verres
d’un point de vue chimique, physique et rhéologique. La troisième partie présente le mode
d’élaboration des meules et les différentes techniques utilisées pour caractériser ces compacts. La
dernière partie expose la caractérisation mécanique utilisée pour déterminer le comportement
mécanique des meules à température ambiante et à chaud.
1. CARACTERISATION DES GRAINS ABRASIFS
1.1. Granulométrie
La granulométrie a été déterminée par diffraction laser à l’aide d’un granulomètre MALVERN
Mastersizer en voie liquide. Ces mesures ont été effectuées par le laboratoire d’analyse du Centre de
Recherche de Gardanne (ALCAN). Le mode opératoire exact ne peut être diffusé pour des raisons de
confidentialité.
1.2. Energie de surface des poudres
Les énergies de surface des poudres ont été déterminées par la méthode de montée capillaire
(Tensiomètre 3S, GBX). A l’aide d’une cellule spécifique équipée d’un fritté dans laquelle on place la
poudre préalablement étuvée (200°C, 24h), il est possible de suivre l’évolution de la masse en fonction
du temps. A partir de l’équation de Washburn, il est possible de connaître l’angle de contact entre le
liquide et la poudre.
m
t
2
CL
Lcos
(2.1)
avec m la masse, t le temps, C la constante de la cellule, L la masse volumique du liquide, L sa
tension superficielle, L sa viscosité et l’angle de contact.
L
La première étape consiste à mesurer la constante de la cellule qui dépend de la cellule et de
l’empilement des grains. Dans ce but, on utilise un liquide totalement mouillant ; dans nos essais nous
avons utilisé de l’hexane à 99,0%. Pour évaluer l’énergie de surface de la poudre, il est nécessaire de
déterminer l’angle de contact avec différents liquides. Plusieurs modèles permettent d’estimer
l’énergie de surface des poudres. Nous présentons dans notre étude les valeurs d’énergie de surface
basées sur le modèle de Owens-Wendt (ou moyenne géométrique) à l’aide des deux solvants suivants :
l’eau distillée et le formamide (99,9%). A noter que trois essais sont réalisés pour chaque couple
poudre/liquide. La même masse de poudre introduite est d’environ 8g pour chaque essai et le
tassement de la poudre est identique pour chaque essai.
Cette thèse est accessible à l'adresse : http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0111/these.pdf
© [E. Xolin], [2005], INSA de Lyon, tous droits réservés
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